为解决飞机平台强干扰环境下红外多光谱扫描仪的图像混合噪声问题，提出了一种基于低秩矩阵近似与常量统计的光谱图像去噪方法。从仪器的噪声产生机制出发将图像噪声区分为谱间差异噪声与谱间共有噪声，并根据噪声在光谱数据中的特点分别采用低秩矩阵近似与常量统计的方法进行去除。经仿真分析去噪后的光谱图像具有较高的峰值信噪比与去噪鲁棒性，并通过机载遥感试验数据证明在大量噪声的干扰下对于响应偏低的边缘谱段仍能有效地恢复出图像信息。该方法在其它类似光谱图像去噪方面具有一定的推广应用价值。

宽波段太阳辐照度仪采用fèry棱镜分光，利用线阵CCD反馈控制光谱扫描，波长覆盖范围为400~2 500 nm.为实现该仪器的高准确度光谱定标，在实验室内利用单波长激光器和OPO激光器分别作为光源.通过光谱扫描，得出定标波长与CCD像元的对应关系.根据棱镜参量和光路设计参量推导出全波段内光谱定标方程，实现全波段光谱定标.通过与其他特征波长比较，分析得出光谱定标合成不确定度优于0.5 nm.用定标好的仪器进行室外测量，将测量结果与大气辐射传输软件modtran4模拟结果相比对，可得实际测量的大气吸收峰与模拟结果一致.将该方法在红外波长区域定标结果与传统的多项式拟合光谱定标方法对比，显示该定标结果优于传统多项式拟合方法.证明该定标方法的正确性和仪器设计的合理性.

岩心光谱扫描仪是近年来发展起来、用于岩心光谱和图片在线检测的仪器,它可以对岩心进行数字化,从而实现岩心自动编录,为地质科研、矿床研究和外围找矿提供依据,同时通过岩心数字化,可以建立岩心网上数据库,解决岩心保存带来的成本问题,实现资源共享.岩心光谱测量数据的质量直接影响矿物识别、参数反演结果的可靠度,因此进行岩心光谱测试服务之前针对拟采用仪器进行数据质量评估是一项非常重要的工作.结合自主研发的CSD350A型岩心光谱扫描仪,以光谱学基本理论、光谱分析方法、岩心光谱分析要求等为基础,深入探讨了岩心光谱数据质量评估方法、评价准则、目标参数等关键问题,对自主研发的岩心光谱扫描仪数据质量进行了全面评估,表明仪器光谱测试功能的可靠性和有效性.实验测试表明,本方法所涉及的检测项目和检测参数,能够很好地反映岩心光谱扫描仪所测光谱的反射率光谱、波长精度、重复性及信噪比指标,从而对岩心光谱扫描仪数据质量做出正确评价,为商业服务提供数据质量依据.在目前缺少相关评估标准的情况下,本研究提出的评估方法对于岩心光谱测试工作的开展具有较大的应用价值.

基于光谱扫描滤波原理， 提出了一种利用光折变效应来提高啁啾脉冲信噪比的扫描滤波方法， 并进行了理论分析。 针对内置光折变晶体的Fabry-Perot (F-P)标准具光谱扫描滤波装置， 定量分析了其透射谱特性， 详细讨论了Fabry-Perot(F-P)标准具两平板的反射率、 透射谱窗口带宽、 外加场的控制参数以及信号光啁啾率变化等对啁啾脉冲信噪比的提升及其滤波透射率的影响。 结果表明， F-P两平板的反射率越高， 则透射谱越尖锐， 透射窗口越窄， 滤波效果也就越好。 为了得到有效的信噪比提升， 一般要求其反射率大于0.99； 外加场的控制和信号光啁啾率的变化对扫描滤波的影响较大， 在实际工作中， 应尽量保证外加场和啁啾率的精确控制， 以确保信号光和滤波函数的同步匹配。 针对中心波长800 nm的啁啾信号脉冲， 采用提出的光谱扫描滤波方法， 对放大自发辐射(ASE)的随机噪声与预脉冲进行滤波， 可得到近3个量级的信噪比提升效果。

针对在野外环境下快速准确检测人体生化指标的需求, 基于 MOMEMS和嵌入式技术, 设计基于微型光谱仪的微型生化检测仪检测系统。该检测系统包括: 光学系统模块, 直线型光谱扫描系统模块, 基于嵌入式 ARM9的步进电机控制系统模块等。并进行了微型生化检测仪检测系统光强重复性实验。实验结果表明, 检测精度高, 光谱扫描速度快, 功耗低, 实现了在检测波长范围内连续光谱检测, 满足微型生化检测仪的应用需求。

为了提高太阳绝对光谱辐照度仪的波长定标精度, 提出了用线阵CCD作为位置传感器进行波长定标的方案, 完成了0.4~1.0 μm波长的定标。根据仪器的安装结构和Fèry棱镜的参数, 描述了波长与CCD像元的对应关系, 制定了定标与计算方法, 并介绍了器件的选型及线阵CCD的时序驱动和输出信号的处理。在室内波长定标中, 利用可调谐激光器作为光源, 确定了CCD像元与中心波长的对应关系, 并通过光谱扫描进行了验证。在室外开展了太阳观测实验, 并与可见-短波红外光谱仪做了对比。实验结果表明, 波长定位精度优于0.5 nm, 测量的光谱曲线吸收峰与大气典型吸收谱线吻合, 同时验证了波长定标方案的可行性与CCD电子学设计的合理性。

研究了光谱扫描间隔对节能照明光源色度测试及合格性判断的影响。实验采用积分球—光谱仪测试系统,分别以1nm和5nm两种光谱扫描间隔测量节能灯样品光谱、色温、显色指数、色坐标等参数。实验结果发现:1nm、5nm采样条件下光源光谱功率在610nm附近峰值相差最为显著;1nm扫描间隔所测色温值均高于5nm间隔所测值,显色指数均低于5nm扫描间隔所测值,色温和显色指数的最大相差值分别为41K和0.5。研究认为光谱扫描间隔对光源色参数测试存在一定的影响,并据此提出节能照明光源测试的优化方案。

提出了一种高精度标定索累-巴比涅(Soleil-Babinet)补偿器的新方法。在光谱扫描法测量系统中,将多级半波片置于被测补偿器后,以半波片的延迟量为基准,高精度地标定出补偿器的延迟量所对应的测微丝杆位移。该方法利用光强透过率和波长的关系得到延迟量,避免了光强值直接测量法误差源多、精度不高的缺点;同时解决了光谱扫描法不易测量零级相位器件的问题。实验中以工作波长为633 nm的多级半波片为基准,对Soleil-Babinet补偿器进行标定。分析表明,该方法在确定延迟量为0和λ的位置时,精度可达0.45 nm;0~λ范围之间的延迟量最大测量误差仅为3.2 nm。

模拟空间环境辐射定标技术主要用于卫星发射前对其所携带的多光谱扫描仪的响应特性进行辐射定标，为用户提供定标曲线。介绍了利用多个光源、多套定标光学系统的多光谱扫描仪辐射定标技术。多谱段光源系统由太阳辐照积分球和黑体组成，积分球用于可见光、近红外谱段的辐射定标，黑体用于远红外谱段的辐射定标。多谱段定标光学系统通过在真空低温环境下的精密传动机构切换反射镜位置，以离轴抛物面反射镜为中心形成两套光学系统，分别将积分球、黑体的辐射反射到扫描仪的入口，从而一次试验即可完成卫星多光谱扫描仪全谱段的辐射定标。